Читать книгу Дух в творении и новом творении. Диалог науки и богословия между православной и западной сферами мысли - Коллектив авторов - Страница 11

Второй аспект влияния ruach’a Божьего, носящегося над водами, состоит в привнесении порядка в мир tohu vebohu (в переводе «бесформенный и пустой»), изображенный в Быт 1. 2. Буквальная структура Быт 1 описывалась неоднократно: в первые три дня в ней придается форма, а в последующие три дня возникает полнота живых существ, наполняющая форму. Творческое действие Божье через силу Его ruach связано с Его мудростью (Притч 8. 22–31), а Его суд в Ветхом Завете над теми, в ком не хватает мудрости, часто ассоциируется с возвращением в состояние tohu vebohu (Ис 34. 11; Иер 4. 23). Порядок, привносимый в жизнь церкви деятельностью Святого Духа, противопоставляется беспорядку, возникающему при произвольном использовании даров Духа (1 Кор 14).

В то же время деятельность ruach’a Божьего изображается непредсказуемой, производящей неожиданные последствия. Неожиданное изменение сердца Саула в ответ на ruach Божий, вероятно, представлялось для знавших его поразительным и неожиданным (1 Цар 10. 9–10), а последствия отступления Духа мрачными (1 Цар 16. 14). Воистину ветер веет где хочет (Ин 3.8). В день Пятидесятницы беспорядок был настолько велик, что единственным разумным объяснением представлялось пьяное состояние апостолов (Деян 2); действие Духа было настолько драматичным, что в ошибочной попытке достичь таких же результатов предлагались деньги (Деян 8. 18–19). Порой водительство Духа было достаточно неожиданным, даже причудливым, но в конечном счете плодотворным (Деян 8. 26–40; 16. 6–7; 20. 22).

Эволюционная история демонстрирует подобное творческое сочетание порядка и беспорядка, возможности и необходимости; случайная генная вариация, создающая исходные материалы, сочетается с необходимостью, осуществляющей под видом естественного отбора свой строгий выбор. В общем и целом процесс ограничен рамками и четко регулируем: преобладает необходимость. Эволюция представляет двигатель поиска, использующий пространство замысла. В истории отмечается повторяющаяся конвергенция, когда для одинаковых биологических вызовов находятся одинаковые или очень похожие решения, и так необходимость себе прокладывает путь[18]. Сейчас, когда доступны сотни геномных последовательностей из различных организмов и выявлены трехмерные структуры тысяч белков, поразительным представляется тот факт, что, исследовав все известные в мире белки и их структурные мотивы, базирующиеся на всех на сегодняшний день выделенных в последовательности геномах, мы обнаружим, что подавляющее большинство геномов может быть распределено всего по 1400 доменным белковым семьям. Порядка 200 из этих доменов являются общими для всех царств жизни. Двигатель эволюционного поиска раскрыл элегантный, но крайне ограниченный набор структур, лежащих в основе всей сложности жизни[19].

Дальнейшая биологическая комплексность соединяет в сеть принципы, которые оказываются проще и не настолько многочисленны, как это можно было себе представить. Это удивительно, если учитывать, что в каждой клетке наблюдаются комплексные сети взаимодействия между тысячами метаболитов, белков и ДНК. Урн Алон из института Вайцмана замечает: «Представляется очень вероятным, что биологические сети строятся на основе лишь нескольких типов моделей, называемых сетевыми мотивами… Такое же небольшое количество мотивов сети, открытое в бактериях, было найдено в сетях, регулирующих гены, в различных организмах, включая растения и животных. Представляется, что в различных системах эволюция снова и снова „заново раскрывала“ те же мотивы»[20].

Оказывается, что эволюционные пути, которыми могут следовать белки, крайне ограниченны. В 2006 г. исследовательская группа из Гарварда опубликовала документ, озаглавленный «Для производства белков эволюция Дарвина может следовать лишь несколькими мутационными путями»[21]. Последнее предложение их аннотации представляется интригующим: «Мы делаем вывод, что в своем большинстве эволюция белков будет ограничена подобным же образом. Это подразумевает, что ленту жизни белков можно в значительной степени воспроизводить и даже предсказывать». С улучшением нашего научного понимания молекулярных механизмов, лежащих в основе эволюционных процессов, в литературе стал более привычным и язык порядка, ограничения и даже предсказуемости.

Другой пример приходит из размышлений о «ландшафтах приспособления», играющих важную роль в эволюционном дискурсе. Традиционно они представляют собой топографические картины адаптации различных популяций живых организмов к местным экологическим нишам, однако эта идея ландшафтов приспособления также может применяться и по отношению к ферментной структуре и деятельности. Снова оказывается, что эволюционные пути для достижения определенной функции определенного фермента удивительно ограниченны. Как заключают по этому вопросу авторы недавнего документа, «Отдание предпочтения лишь нескольким путям подразумевает, что в эволюции, возможно, больше повторений, чем это обычно считалось, и вполне возможно предсказывание»[22]. Суть в том, что для перемещения от А до В существуют лишь определенные пути. Если захотеть подняться на Маттерхорн в Швейцарии, невозможно восходить наугад, существуют определенные заранее проложенные маршруты, ограничивающие возможности восхождения.

В отношении как белков, так и генов, существуют основополагающие биологические принципы, ограничивающие место и тип генной эволюции. «Исходный материал» для эволюции обеспечивается «случайными» мутациями, потоком генов и генной рекомбинацией, происходящей во время порождения зародышевых клеток. Однако надо отметить, что «случайность» означает здесь лишь то, что генная вариация происходит без учета потребностей организма. В отличие от этого, генная вариация, ведущая к эволюции, не является «случайной» в том смысле, что может произойти любой вид вариации в любом виде гена. В действительности существуют так называемые «гены горячей точки», которые с намного большей степенью вероятности, чем другие гены, занимают ключевые позиции в эволюционных изменениях, как, например, ген под своеобразным названием «shavenbaby», найденный у плодовой мушки дрозофилы[23]. Такие гены выступают в роли «входных/выходных генов», кодирующих белки ключевых изменений и объединяющих целые наборы информации, которая потом сообщается нервным окончаниям. Ген «shavenbaby» регулирует существование и распространение тонких трихом или клеточных волос на поверхности личинки дрозофилы, так что мутации в «shavenbaby» приводят к нехватке трихом – отсюда и название.

Именно такие гены, как «shavenbaby», «гены горячей точки», делают эволюцию возможной, так как они регулируют совокупную программу событий, превращая в данном случае обычные клетки в клетки, производящие волосы. Происходящие мутации заключаются в регуляторных последовательностях данного гена, контролирующих, какое количество белка производится в действительности. На сегодня в растениях и животных было идентифицировано около 350 такого рода «ген горячей точки». Как отмечают авторы недавнего обзора, озаглавленного «Является ли генная эволюция предсказуемой?», «Недавние наблюдения определяют, что с позиции эволюции не все гены равны. Мутации, имеющие значение для эволюции, имеют тенденцию аккумулироваться в «генах горячей точки» и на особых позициях внутри генов. Генная эволюция ограничивается деятельностью гена, структурой генных сетей и популяционной биологией. Генное основание эволюции может быть до некоторой степени предсказуемо…»[24]

Вместе с этой крайне ограниченной эволюционной историей приходит и поразительная случайность. Не существует линейного увеличения сложности от зарождения жизни около 3,8 млрд лет назад и до сегодняшнего дня. Вместо этого траектория жизни отмечалась периодическим расцветом нового, приводившего к совершенно новым фазам в эволюционной истории. В течение первых 2,5 млрд лет жизни на земле (приблизительно) вещи редко вырастали больше чем на один миллиметр в ширину, приблизительно размера головки булавки[25]. После прихода многоклеточной жизни живые организмы начали становиться больше, хотя даже тогда в целом их размер исчислялся миллиметрами, а не сантиметрами. С расцветом поздней фауны Эдиакарана в течение периода 575–543 млн лет назад мы движемся по сантиметровой шкале. Лишь во время так называемого кембрийского взрыва в период 505–525 млн лет назад губчатые и морские водоросли стали достигать 5–10 см в ширину, а размер животных с этого времени начал впечатляюще расти, производя новые формы жизни и структуры тела фактически для всех животных, известных сегодня.

Примерами новых непредсказуемых прорывов в эволюционной истории могут послужить первая клетка, у которой появляется ядро (около 1,8–2,2 млрд лет назад), первые клетки, начавшие жить в симбиозе с бактериями, которые со временем преобразовались в органеллы (известные сейчас как митохондрии и хлоропласты), и возникновение многоклеточной жизни около 1,2 млрд лет назад. Именно цианобактерии смогли путем фотосинтеза получать энергию от солнца, они стали жить внутри других клеток – процесс, известный как эндосимбиоз, а затем остались там напостоянно, способствуя росту органелл, которые мы называем теперь хлоропластами, ответственными за фотосинтез в клетках растений, выкачивавших кислород в атмосферу земли. Подобный эндосимбиоз проходил и в отношении бактерий, ставших митохондриями клеток, порождающими энергию в наших клетках и имеющими свое собственное ДНК. Таким образом, в клетки пришел огромный наплыв полезной генной информации, что стало существенным толчком для эволюционной истории – случайное и непредсказуемое событие, когда-либо происходившее.

Случайные события в эволюционной истории открывают новый ландшафт возможностей, в которых могут использоваться новые экологические ниши, в случае если происходят определенные новые адаптации. Это было продемонстрировано в лаборатории при отслеживании эволюции черт бактерий за период более 20 лет[26]. 24 февраля 1988 г. Рич Ленски тогда в университете Калифорнии, Айрвин, начал серию 12 популяций, выращивая бактерии Escherichia coli, используя для их питания глюкозу, причем первоначально все происходило от одной бактерии. Каждый день в каждой колбе вырастало около полумиллиона новых бактерий, включая повторение того же числа геномов бактерий; в целом при делении бактерий в каждой колбе происходило порядка миллиона мутаций. Учитывая, что в геноме бактерий существует лишь около 5 млн базовых пар, это означает, что каждые несколько дней весь геном фактически становился предметом генного «анализа» для проверки того, могут ли какие-то из новых мутаций быть полезными. На практике подавляющее большинство таковыми не являются, однако происходят случайные новые мутации, обеспечивающие некоторые преимущества роста.

Каждую ночь бактерии выводились от их источников питания глюкозой и приходили в состояние покоя, так что бактерии, которые лучше других могли совладать с этим изменяющимся окружением, имели большое преимущество. На следующий день около 1 % культуры каждой колбы использовалось для начала новой культуры с новой подачей глюкозы. Большинство происходивших мутаций обеспечивают до 10 % преимущества роста, и такие мутации быстро распространяются по популяции, так что новые бактерии, несущие в себе мутацию, имеют преимущество роста. Что фактически обнаружил Ленски – это то, что эволюция различных колб бактерий, измерявшаяся по их росту, развивалась не по простой, прямой, траектории, а серией резких прыжков как преимущественных мутаций, происходивших в популяции.

После более чем десятилетия работы с 12 колбами на поколении 33127 случилось нечто достаточно неожиданное. Одна из культур «сделала открытие», как использовать в качестве источника питания цитрат, химический компонент, использующийся для поддержания определенной кислотности растворов и поэтому непременно присутствующий во всех колбах с самого начала. Конечно же это дало данной популяции огромное преимущество роста, так как она больше не зависела от глюкозы как источника питания. Это критическое событие произошло лишь в одной из 12 колб, и для него понадобилось более 10 лет наблюдений. Дальнейший анализ обнаружил, что способность использовать цитрат не могла произойти в одночасье – для этого понадобились три различные мутации. Сначала должны были произойти две «фоновые» мутации, и именно третья критическая мутация сделала возможным то, что полная совокупность трех мутаций позволила использовать цитрат, тем самым открывая для колонии абсолютно новый образ жизни. Фактически на практике произошло следующее: 99 % колонии использовали цитрат, тогда как около 1 % этой культуры бактерий стали «специалистами по глюкозе», упрямо не хотевшими отказываться от первоначального источника питания.

Конечно же ruach Божий, носившийся над водами, принес порядок в tohu vebohu так, как это изображается в Быт 1. Однако ruach Божий приносил и творческую составляющую, непредсказуемость и невероятную вариативность, так что «из такого простого начала бесконечных форм развилось и продолжает развиваться наиболее прекрасное и наиболее чудесное»[27]. Дух в творении дышит где хочет. Эволюция отнюдь не похожа на инженерный проект человека. Не существует зафиксированного плана для эволюции, хотя в динамических отношениях между возможностью и необходимостью ясно, что в конечном счете преобладает необходимость. Если бы это было иначе, то в смысле биологического развития земля навсегда осталась бы в состоянии tohu vebohu.